专利名称：基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法
技术领域：
本发明涉及计算机多媒体技术领域，特别涉及一种基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法。
背景技术：
目前，互联网逐渐应用于许多新的领域，比如算法交易和高性能运算，这些应用领域对延迟的要求非常严格，达到微秒级。然而，现今的网络运营商非常欠缺细粒度的检测工具以定位并修正那些引起SLA违例的网络异常和延迟尖峰。最近有研究者提出了一种叫 LDA的可扩展的延迟检测方案，但其只能对聚合流进行延迟检测，而由于不同的流即使在同一链路上传输也会表现出非常明显的差异，因此在排除应用级的特殊故障时我们需要单个流的延迟检测。还有一种延迟检测方案是基于主动探针的检测技术，这种检测技术主要应用于端到端系统，不能检测路由器的延迟问题，另外昂贵的高精度检测设备也无法广泛地应用于当今的网络。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法。为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法，其包括如下步骤SI :在发送端设立参考包发生器；S2 :在接收端设立延时估计器；S3:参考包发生器将带有时间戳的参考包从发送端周期性地注入到数据流中，参考包在传输过程中发生延迟，接收端接收参考包延迟样本，延时估值器收集参考包延迟样本并进行延迟检测。本发明相对于直接测量单流中每一个数据包的具体时延，通过设置一个参考包， 只需保证它与数据包发送的时间足够接近，对其进行观测以后就可以推断出数据包的延迟特性，这种方法降低了延迟估计误差。另外，与需要从多端点收集海量数据包时间戳的方案相比，本发明的检测结果直接在接收端获得，不需要发送端的所有常规数据包的时间戳，这种架构便于实施，性价比高，有利于广泛地推广应用。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是本发明基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法的流程图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。本发明提供了一种基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法，如图 I所示，其包括如下步骤SI :在发送端设立参考包发生器；S2 :在接收端设立延时估计器；S3:参考包发生器将带有时间戳的参考包从发送端周期性地注入到数据流中，参考包在传输过程中发生延迟，接收端接收参考包延迟样本，延时估值器收集参考包延迟样本并进行延迟检测。在本实施方式中，在步骤SI之前还可以具有测量操作多样性和延时的瞬态定位的步骤，该测量操作多样性和延时的瞬态定位的方法为使用真实路由器中的trace作为测量依据，分析SANJ，CHIC，WEB468和WEB700这四种类型数据包的平均时延。具体地，为了更为深入地捕捉每一组数据包的时延变化，计算它们各自的平均时延，在本实施方式中，分析数据包的方法为根据包含源地址和目的地址的2元特性为数据包分组，计算平均延迟， 并计算范围因子R，定义R为每组平均延迟的取值从百分之一到百分之九十九的分位点，即将延迟值分为一百份，R的引入能够获得几乎全部的延迟覆盖范围。将时间平均分成固定间隔的时隙，对于每一组数据包k，时隙i，记录下此时数据包的个数Iii,k和平均等待时间屯,。那么，i时隙内数据包的总平均时延为
权利要求
1.一种基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法，其特征在于，包括如下步骤51:在发送端设立参考包发生器；52:在接收端设立延时估计器；53:参考包发生器将带有时间戳的参考包从发送端周期性地注入到数据流中，参考包在传输过程中发生延迟,接收端接收参考包延迟样本,延时估值器收集参考包延迟样本并进行延迟检测。
2.如权利要求I所述的基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法，其特征在于，在步骤SI之前还具有以下步骤测量操作多样性和延时的瞬态定位。
3.如权利要求2所述的基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法，其特征在于，测量操作多样性和延时的瞬态定位的方法为使用真实路由器中的trace作为测量依据，分析SANJ，CHIC, WEB468和WEB700这四种类型数据包的平均时延。
4.如权利要求3所述的基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法，其特征在于，分析数据包的方法为根据包含源地址和目的地址的2元特性为数据包分组，计算平均延迟，并计算范围因子R为每组平均时延取值从I到99的分位点，将时间平均分成固定间隙的时隙，对于每一组数据包k，时隙i，记录下此时数据包的个数η和平均等待时间d，那么，i间隙内数据包的总平均时延为
5.如权利要求I所述的基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法，其特征在于，产生参考包的方法为产生参考包的条件I为每发送η个普通包后发送一个参考包，产生参考包的条件2为每隔τ的时间间隔发送一个参考包，当条件I或条件2中的某一个条件满足时，按照满足的条件的发送方式发送参考包。
6.如权利要求I所述的基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法，其特征在于，产生延迟估值器的方法为维护三种计数器，所述计数器记录数据组中延迟样本的数目，所述数据组中所有数据包所受的延迟总和以及每一个数据包的延迟的平方和。
7.如权利要求I所述的基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法，其特征在于，延迟估计器进行延迟检测的方法为延迟估计器令K为第i个参考包，片，j=l，2，…η为接收时间戳位于间的正常包，令<代表接收端的时间戳，％代表接收端对片的字节计数值，τ i和^代表ai 和 的接收时间戳，b为参考包的大小，Ic为链路容量，则第j个参考包的延迟估计^为
全文摘要
本发明提出了一种基于参考延迟插入结构的细粒度单流级别延迟检测方法，其包括如下步骤在发送端设立参考包发生器；在接收端设立延时估计器；参考包发生器将带有时间戳的参考包从发送端周期性地注入到数据流中，参考包在传输过程中发生延迟，接收端接收参考包延迟样本，延时估值器收集参考包延迟样本并进行延迟检测。本发明通过设置参考包，只需保证它与数据包发送的时间足够接近，对其进行观测后就可以推断出数据包的延迟特性，这种方法降低了延迟估计误差。另外，与需要从多端点收集海量数据包时间戳的方案相比，本发明的检测结果直接在接收端获得，不需要发送端的所有常规数据包的时间戳，这种架构便于实施，性价比高，有利于广泛地推广应用。
文档编号H04L12/26GK102710464SQ201210184608
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者戴琼海, 王好谦, 王瑞平, 马潇 申请人:清华大学